(57)【要約】  本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、スイッチング電源において１次側に位置する整流ダイオードから生成されるノイズを減らして電源装置のＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を低減する方法と装置に関する。上述した目的を達成するための入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置は、トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第１主入力巻線部と第１減殺巻線部に分けられて構成される第１入力巻線と、を含むトランスフォーマーと、前記トランスフォーマーの前記第１減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第１容量部と、前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第１入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限するための整流ダイオードを含むクランプ部と、を含む。
2019509011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置において、
トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第１主入力巻線部と第１減殺巻線部に分けられて構成される第１入力巻線と、を含むトランスフォーマーと、
前記トランスフォーマーの前記第１減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第１容量部と、
前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第１入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限し、整流ダイオードを含むクランプ部と、を含むことを特徴とする、スイッチング型電源装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子の他の一側端子は、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項３】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第２主入力巻線部と第２減殺巻線部に分けられて構成される第２入力巻線をさらに含み、
前記トランスフォーマーの前記第２減殺巻線部の両端子の間に接続され、第２キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第２容量部と、
前記スイッチング素子を駆動させる制御部と、
前記第２入力巻線から生成されるフライバック電圧を整流し平滑して前記制御部の電源電圧を供給する整流部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項４】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御される第２入力巻線をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項５】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、エネルギーを引き出す出力巻線をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項６】
入力フィルターキャパシターとスイッチング素子を含むスイッチング型電源装置において、
トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第１主入力巻線部と第１減殺巻線部に分けられて構成される第１入力巻線と、を含むトランスフォーマーと、
前記トランスフォーマーの前記第１減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第１容量部と、
前記スイッチング素子を駆動させる制御部と、
前記第１入力巻線から生成されるフライバック電圧を整流し平滑して前記制御部の電源電圧を供給する整流部と、を含むことを特徴とする、スイッチング型電源装置。
【請求項７】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、エネルギーを引き出す出力巻線をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子の他の一側端子は、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子に連結されることを特徴とする、請求項６に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項９】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第２主入力巻線部と第２減殺巻線部に分けられて構成される第２入力巻線をさらに含み、
前記トランスフォーマーの前記第２減殺巻線部の両端子の間に接続され、第２キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第２容量部と、
前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第２入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限し、整流ダイオードを含むクランプ部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項１０】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御される第２入力巻線をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項１１】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御される第２入力巻線をさらに含み、
前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第２入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限し、整流ダイオードを含むクランプ部をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項１２】
入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置において、
トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御される第１入力巻線と、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第２主入力巻線部と第２減殺巻線部に分けられて構成される第２入力巻線と、を含むトランスフォーマーと、
前記トランスフォーマーの前記第２減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される容量部と、
前記スイッチング素子を駆動させる制御部と、
前記第２入力巻線から生成されるフライバック電圧を整流し平滑して前記制御部の電源電圧を供給する整流部と、を含むことを特徴とする、スイッチング型電源装置。
【請求項１３】
前記トランスフォーマーは、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、エネルギーを引き出す出力巻線をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項１４】
前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第１入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限し、整流ダイオードを含むクランプ部をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のスイッチング型電源装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれか一項に記載のスイッチング型電源装置を含むことを特徴とする、製造物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電源装置に関し、特に、スイッチング電源の１次側に位置する整流ダイオードから生成されるノイズを減らして電源装置のＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を低減する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスイッチング電源装置において、トランスフォーマーの入力巻線から発生するスパイク電圧をクランプするとき、クランプ回路に用いられるダイオードが生成する大きい高周波ノイズは、入力線路を通じて、あるいはトランスフォーマー内部の他の巻線を経て出力線路を通じて電源装置の外部に影響を及ぼす。
【０００３】
また、スイッチング電源装置の補助電源整流用で用いられる整流用ダイオードも、フライバック電圧を整流するとき、大きい高周波ノイズを生成して入力線路を通じて、あるいはトランスフォーマー内部の他の巻線を経て出力線路を通じて電源装置の外部に影響を及ぼす。
【０００４】
従来の技術を簡略に説明すると、次の通りである。
【０００５】
図１は、従来技術によるフライバックコンバータの構成図であり、図２は、図１の各部の電圧と電流の波形を示す。図１において、交流入力電圧は、整流されてキャパシター１１で平滑される。制御部１３により制御されるスイッチング素子１２のスイッチング動作によってトランスフォーマー２３の入力巻線２３１から出力巻線２３３に伝達されたエネルギーは、ダイオード１６で整流されキャパシター１７で平滑され、出力として電力を供給する。スイッチング素子１２がスイッチングされるとき、トランスフォーマー２３の出力巻線２３３と結合していない入力巻線２３１の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーは、出力に伝達されず、スイッチング素子１２の接合容量と入力巻線２３１の分布容量などを充電させながら放出して大きいスパイク電圧を発生させる。スイッチング素子を保護するために、ダイオード１８とキャパシター１９と抵抗２０などで構成されるクランプ回路により、入力巻線２３１から発生するスパイク電圧の大きさを制限する。ここで、図１における図面符号１４はダイオードであり、１５はキャパシターであり、２１は入力線路であり、２２は出力線路である。
【０００６】
図１において、スイッチング素子１２が導通状態であるとき、入力巻線２３１に電流が流れてトランスフォーマー２３に磁気エネルギーが蓄積される。スイッチング素子１２がターンオフされる直前である図２のｔ１で、入力巻線２３１に流れる電流Ｉｐは最大値になる。図２のｔ１でスイッチング素子１２がターンオフされると、トランスフォーマー２３に蓄積された磁気エネルギーによって入力巻線２３１の電流はスイッチング素子１２の接合容量や入力巻線２３１の分布容量を充電させ、スイッチング素子１２のＤｒａｉｎとＳｏｕｒｃｅとの間の両端電圧Ｖｄｓは上昇する。出力巻線２３３の電圧が出力電圧より高くなると、ダイオード１６がターンオンされてトランスフォーマー２３に蓄積された磁気エネルギーが出力巻線２３３に供給される。時間ｔ２ａに至ってスイッチング素子１２の両端電圧Ｖｄｓが所定電圧以上に到逹すると、ダイオード１８に順方向電圧を加え始め、トランスフォーマー２３に蓄積された磁気エネルギーのうち他の巻線を通じて抜けないで残っている漏れインダクタンスに蓄積された大きいエネルギーがダイオード１８を導通させようとする。このとき、ダイオード１８の内部で高い周波数の大きいノイズ電流が発生する。また、時間ｔ２に至ってダイオード１８が導通するほどスイッチング素子１２の両端電圧Ｖｄｓが高くなると、漏れインダクタンスに蓄積された大きいエネルギーによりダイオード１８を強くターンオンさせるので、ダイオード１８の電流は高い周波数の大きいノイズ電流を発生しながら上昇する。これによって、ダイオード１８は、図２のＣに示したダイオード電流
の波形Ｉｄから分かるように、時間ｔ２ａ〜時間ｔ２ｂの区間で大きい高周波ノイズ電流を発生し、このノイズ電流は、ノイズ電圧を生成して入力線路を通じて、あるいはトランスフォーマー内部の他の巻線を経て出力線路を通じて電源装置の外部に影響を及ぼす。
【０００７】
図３は、図１のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマー２３の構造を示した一実施例である。図３に示した図面符号１〜７は、トランスフォーマー２３のピン番号である。
【０００８】
入力巻線２３１と出力巻線２３３は、磁気的な結合度を高める構造でフェライトコア２３６に巻かれる。バイアス巻線２３２は、入力巻線２３１と出力巻線２３３との間に位置し、スイッチング素子１２のスイッチング動作によって生成される入力巻線２３１と出力巻線２３３との間の容量性結合を遮断し、出力線路２２のスイッチング周波数成分のノイズ電位を低める。
【０００９】
このような図１の従来の電源装置は、スイッチング素子１２の電圧をクランプするとき、大きい高周波ノイズ電圧を生成して入力線路あるいは出力線路を通じて電源装置の外部に影響を及ぼすので、ラインフィルターなどのコストが高くなる短所を有する。
【００１０】
図４は、トランスフォーマー２３の入力巻線２３１の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーをキャパシター５１と抵抗５２により吸収してスパイク電圧のピーク値を低める従来方式の電源装置である。図４において、キャパシター５１と抵抗５２により漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーを吸収してスパイク電圧のピーク値を低めると、ダイオード１８がターンオンされるとき、ダイオード１８をターンオンするために加えられるエネルギーが減少することで、ダイオード１８から発生する高周波ノイズの大きさを大幅に減少させることができる。しかし、キャパシター５１は両端に高い電圧が生成されるので、高い耐圧を有する高価な部品が必要である。また、キャパシター５１は、スイッチング素子１２がターンオンされるとき、充電された電圧がスイッチング素子１２を通じて放電しながら大きい電力損失を発生させるという短所を有する。
【００１１】
図５は、従来技術によるフライバックコンバータのまた他の構成図である。図５において、制御部１３により制御されるスイッチング素子１２が導通されるとき、トランスフォーマー２５の第１入力巻線２５１と第２入力巻線２５２はエネルギーを蓄積する。スイッチング素子１２が不通であるとき、出力巻線２５３はエネルギーを引き出す。引き出されたエネルギーは、ダイオード１６ａで整流されてキャパシター１７で平滑され、出力として電力を供給する。第２入力巻線２５２から生成されるフライバック電圧は、ダイオード１４ｂで整流されてキャパシター１５ｂで平滑され、制御部１３の電源電圧として供給される。しかし、第２入力巻線２５２のうち出力巻線２５３と結合していない漏れインダクタンス成分に蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子１２がターンオフされた後、電位の変化速度が速いスパイク電圧を生成する。ダイオード１４ｂは、電位の変化速度が速いスパイク電圧を含むフライバック電圧を整流するとき、大きい高周波ノイズ電圧を生成する。このノイズ電圧は、入力線路を通じて、あるいはトランスフォーマー内部の他の巻線を経て出力線路を通じて電源装置の外部に影響を及ぼし、電源装置のＥＭＩを規定値以下に低めるためにノイズフィルターのコストを上昇させる短所を有する。
【００１２】
図５においても、第２入力巻線２５２から生成されるノイズ電圧を低めるために、抵抗とキャパシターを第２入力巻線２５２の両端に連結しようとする試みがあるが、キャパシターによる電力損失を許容値以内に維持させながらダイオード１４ｂにより生成される高周波ノイズを大幅に低めることは非常に難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の技術は、クランプ回路のダイオードあるいは補助電源整流用ダイオードで大きい高周波ノイズ電圧を発生させ、線路を通じて放射あるいは伝導させるので、電源装置のＥＭＩを規定値以下に低めるためにノイズフィルターのコストを上昇させる短所を有するか、ＲＣ回路によりＥＭＩを低めると、電力損失が発生するか高耐圧用部品の使用によってコストが上昇する短所を有する。本発明は、このような従来技術の短所を全て解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、スイッチング型電源装置に適用できるが、実施例による説明はフライバックコンバータを例として説明する。
【００１５】
上述した目的を達成するための入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置は、トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御される第１入力巻線と、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの他の一側端子と前記スイッチング素子の他の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第２主入力巻線部と第２減殺巻線部に分けられて構成される第２入力巻線と、を含むトランスフォーマーと；前記トランスフォーマーの前記第２減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される容量部と；前記スイッチング素子を駆動させる制御部と；前記第２入力巻線から生成されるフライバック電圧を整流し平滑して前記制御部の電源電圧源として供給する整流部と；を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上述した目的を達成するための入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置は、トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第１主入力巻線部と第１減殺巻線部に分けられて構成される第１入力巻線と、を含むトランスフォーマーと；前記トランスフォーマーの前記第１減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第１容量部と；前記スイッチング素子のスイッチング動作のうち前記スイッチング素子がターンオフされるとき、前記第１入力巻線から生成されるピーク電圧の大きさを制限し、整流ダイオードを含むクランプ部と；を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、上述した目的を達成するための入力フィルターキャパシターとスイッチング素子とを含むスイッチング型電源装置は、トランスフォーマーのコアと、前記トランスフォーマーのコアに巻かれ、前記入力フィルターキャパシターの一側端子と前記スイッチング素子の一側端子との間に連結され、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって電流の流れが制御され、直列に連結される第１主入力巻線部と第１減殺巻線部に分けられて構成される第１入力巻線と、を含むトランスフォーマーと；前記トランスフォーマーの前記第１減殺巻線部の両端子の間に接続され、第１キャパシターを含む一つ以上の素子で構成される第１容量部と；前記スイッチング素子を駆動させる制御部と；前記第１入力巻線から生成されるフライバック電圧を整流し平滑して前記制御部の電源電圧源として供給する整流部と；を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による上述した電源装置を含む製品が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、スイッチング電源装置の入力巻線から生成される電圧の大きさを制限するためのクランプダイオードあるいはスイッチング素子を制御する制御部に電源を供給するための補助電源供給用ダイオードが生成する高周波ノイズを大幅に低めることで、電源装置のＥＭＩフィルターのコストを低減する長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術によるフライバックコンバータの構成図である。
【図２】図１の各部の電圧と電流の波形を示す。
【図３】図１のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマーの構造の一実施例である。
【図４】従来技術によるフライバックコンバータの他の構成図である。
【図５】従来技術によるフライバックコンバータのまた他の構成図である。
【図６】本発明によるフライバックコンバータの一実施例である。
【図７】図６のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマーの構造の一実施例である。
【図８】図６の電圧と電流の波形図である。
【図９】本発明によるフライバックコンバータの他の実施例である。
【図１０】本発明によるフライバックコンバータのまた他の実施例である。
【図１１】図１０のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマーの構造の一実施例である。
【図１２】本発明によるフライバックコンバータのまた他の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例によるスイッチング電源の１次側に位置するダイオードから生成される雑音を低減する方法と装置に対してより詳細に説明する。
【００２２】
図６は、本発明によるフライバックコンバータの一実施例である。図６は、トランスフォーマー２６の第１入力巻線２６１の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーにより生成されるスパイク電圧の大きさをダイオード１８とキャパシター１９と抵抗２０により制限し、ダイオード１８から発生する高周波ノイズを低めた実施例である。
【００２３】
図６において、トランスフォーマー２６の入力巻線２６１は、主入力巻線部２６１ａと減殺巻線部２６１ｂに分けられて構成される。減殺巻線部２６１ｂの両端子の間に第１キャパシター２７を含む一つ以上の素子で構成される容量部２９が接続される。スイッチング素子１２がターンオフされるとき、入力巻線２６１のうち出力巻線２６３と結合していない漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーにより生成されるスパイク電圧は、その大きさがダイオード１８とキャパシター１９と抵抗２０により制限される。
【００２４】
図６において、減殺巻線部２６１ｂは、主入力巻線部２６１ａに蓄積されたエネルギーを誘導する。減殺巻線部２６１ｂのうち主入力巻線部２６１ａと結合していない漏れインダクタンスは、スイッチング素子１２がターンオフされた直後に、キャパシター２７と共振を起こし、０より始めて時間の経過につれ増加してから減少する電流がキャパシター２７に流れるようになる。キャパシター２７の充電電圧が減殺巻線部２６１ｂに誘導される電圧ほど上昇すると、キャパシター２７は充電を止める。
【００２５】
スイッチング素子１２がターンオフされた後、スイッチング素子１２の接合容量とトランスフォーマー２６の入力巻線２６１の分布容量が充電されてダイオード１８を導通できるほど高くなったときに、ダイオード１８はターンオンされる。しかし、ダイオード１８がターンオンされるとき、入力巻線２６１の漏れインダクタンスのエネルギーが減殺巻線部２６１ｂを通じてキャパシター２７に電流を流す量分だけ、ダイオード１８のターンオン時にダイオード１８をターンオンさせようとするエネルギーは減少する。これによって、ダイオード１８から生成される高周波ノイズの大きさは、図１に示した従来のものに比べて顕著に減少する。
【００２６】
ここで、図６に示した図面符号１４はダイオード、１５はキャパシター、２１は入力線路、２２は出力線路、２８は抵抗、２６２は第２入力巻線、２６３は出力巻線、２６６はコアを意味する。
【００２７】
図７は、図６のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマーの構造の一実施例である。図７に示した図面符号１〜７は、トランスフォーマー２６のピン番号である。
【００２８】
図７において、主入力巻線部２６１ａがトランスフォーマー２６の主な巻線層の全体に出力巻線２６３と磁気的に十分に結合するように巻かれる。減殺巻線部２６１ｂは、主入力巻線部２６１ａの一部分と結合するように巻かれる。減殺巻線部２６１ｂのうち主入力巻線部２６１ａと結合していない漏れインダクタンスは大きい。
【００２９】
減殺巻線部２６１ｂのうち主入力巻線部２６１ａと結合していない大きい漏れインダクタンスは、図６のキャパシター２７と共振を起こし、キャパシター２７の充電及び放電電流を制限する。また、減殺巻線部２６１ｂのうち主入力巻線部２６１ａと結合していない大きい漏れインダクタンスは、図６のキャパシター２７が放電するとき、キャパシター２７が有する静電エネルギーを磁気エネルギーで受けるので、キャパシター２７の放電による電力の損失が発生しなくなる。
【００３０】
図８は、図７においてスイッチング素子１２がターンオフされるとき、スイッチング素子１２の電圧とダイオード１８に流れる電流の波形を示す。
【００３１】
ダイオード１８がターンオンされる直前と直後の時間ｔ２ａ'〜ｔ２ｂ'の期間に、図８のダイオード１８に流れる電流の波形Ｉｄに含まれる高周波ノイズ電流の大きさは、図２における従来方式のダイオード１８に流れる電流の波形Ｉｄに含まれる高周波ノイズ電流の大きさに比べて顕著に減少する。
【００３２】
ところで、従来技術である図４においては、キャパシター５１に充電された電圧は、スイッチング素子１２がターンオンされるとき、放電されて抵抗５２あるいはスイッチング素子１２に大きい電力損失を発生させる。それに対し、図６においては、キャパシター２７に充電された電圧は、スイッチング素子１２がターンオンされるとき、減殺巻線部２６１ｂのうち主入力巻線部２６１ａと結合していない大きい漏れインダクタンスとキャパシター２７との共振によって放電電流の大きさが制限され、磁気エネルギーに変換されてトランスフォーマー２６に伝達されるので、図４におけるような電力の損失が発生しいという長所を有する。
【００３３】
図９は、本発明によるフライバックコンバータの他の実施例である。図９は、スイッチング素子１２が入力電圧の＋側に連結されるＨｉｇｈ  Ｓｉｄｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇの構成を示す。トランスフォーマー３０の入力巻線３０１のフライバック電圧は、ダイオード１８とキャパシター１９で整流され平滑され、入力巻線３０１から発生するピーク電圧を制限する。整流された電圧は、抵抗２０とキャパシター５３を通じて制御部１３に電源電圧を供給する。図９における主入力巻線部３０１ａと減殺巻線部３０１ｂと、キャパシター２７を含む容量部２９の役割は、図６における主入力巻線部２６１ａと減殺巻線部２６１ｂと、キャパシター２７を含む容量部２９の役割と対応される。
【００３４】
ここで、図９に示した図面符号２１は入力線路、２２は出力線路、２８は抵抗、３０１は入力巻線、３０３は出力巻線、３０６はコア、５３はキャパシターを意味する。
【００３５】
図示してはいないが、図６と図９で、ダイオード１８と直列に抵抗を加えるか、ダイオード１８の両端子の間にキャパシターあるいはキャパシターと抵抗を加えてもよい。
【００３６】
図１０は、スイッチング素子１２を制御する制御部１３に電源を供給するための整流ダイオード１４ｂから発生する高周波ノイズの大きさを減らすための電源装置の構成図の一実施例である。
【００３７】
図１０において、トランスフォーマー３１の入力巻線は、入力フィルターキャパシター１１の一側端子とスイッチング素子１２の一側端子との間に連結される第１入力巻線３１１と、入力フィルターキャパシター１１の他の一側端子とスイッチング素子１２の他の一側端子との間に連結される第２入力巻線３１２に分けられる。また、第２入力巻線３１２は、直列に連結される第２主入力巻線部３１２ａと第２減殺巻線部３１２ｂに分けられる。第２減殺巻線部３１２ｂの両端子の間には、キャパシター３３を含む容量部３４が接続される。
【００３８】
図１０において、スイッチング素子１２がターンオフされるとき、第２入力巻線３１２の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって生成されるスパイク電圧を含む第２入力巻線３１２のフライバック電圧は、ダイオード１４ｂとキャパシター１５ｂにより整流されて平滑され、制御部１３に電源電圧を供給する。図示してはいないが、ダイオード１４ｂと直列に抵抗を加えるか、ダイオード１４ｂの両端子の間にキャパシターあるいはキャパシターと抵抗を加えてもよい。
【００３９】
図１０において、スイッチング素子１２がターンオフされた直後に、第２減殺巻線部３１２ｂは、第２主入力巻線部３１２ａに蓄積されたエネルギーを誘導し、第２減殺巻線部３１２ｂのうち第２主入力巻線部３１２ａと結合していない漏れインダクタンスとキャパシター３３との共振によって０より時間の経過につれ増加してから減少する電流をキャパシター３３に流す。キャパシター３３の充電電圧が第２減殺巻線部３１２ｂのフライバック電圧ほど上昇すると、キャパシター３３は充電を止める。
【００４０】
トランスフォーマー３１の第２入力巻線３１２の電圧が整流ダイオード１４ｂを導通できるほど高くなったときに、整流ダイオード１４ｂはターンオンされる。しかし、整流ダイオード１４ｂがターンオンされるとき、第２入力巻線３１２の漏れインダクタンスのエネルギーが第２減殺巻線部３１２ｂを通じてキャパシター３３に電流を流す量分だけ、整流ダイオード１４ｂをターンオンさせるエネルギーは減少する。これによって、整流ダイオード１４ｂから生成される高周波ノイズの大きさは、第２減殺巻線部３１２ｂの両端子の間にキャパシター３３を含む容量部３４が接続しないときに比べて顕著に減少し、図５の従来のものに比べても顕著に減少する。
【００４１】
ここで、図１０に示した図面符号１６ａは整流器、２１は入力線路、２２は出力線路、３２は抵抗、３１３は出力巻線、３１６はコアを意味する。
【００４２】
図１１は、図１０のフライバックコンバータに用いられるトランスフォーマーの構造の一実施例である。図１１に示した図面符号１〜７は、トランスフォーマー３１のピン番号である。
【００４３】
図１１において、第１入力巻線３１１がトランスフォーマー３１の主な巻線層の全体に出力巻線３１３と磁気的に十分に結合するように巻かれる。第２減殺巻線部３１２ｂは、第１入力巻線３１１と第２主入力巻線部３１２ａの一部分にのみ結合するように巻かれる。第２減殺巻線部３１２ｂのうち第１入力巻線３１１と第２主入力巻線部３１２ａに結合していない漏れインダクタンスは大きい。第２減殺巻線部３１２ｂのうち第１入力巻線３１１と第２主入力巻線部３１２ａに結合していない大きい漏れインダクタンスは、図１０のキャパシター３３との共振によってキャパシター３３の充電及び放電電流を制限し、キャパシター３３が放電するとき、キャパシター３３が有する静電エネルギーを磁気エネルギーで受けるので、キャパシター３３の放電による電力損失が発生しなくなる。
【００４４】
図１２は、第１入力巻線３５１の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーにより生成されるスパイク電圧の大きさを制限するダイオード１８から発生する高周波ノイズ、及びスイッチング素子１２を制御する制御部１３に電源を供給する整流ダイオード１４ｂから発生する高周波ノイズを減らすための電源装置の一実施例の構成図である。
【００４５】
図１２において、トランスフォーマー３５の入力巻線は、入力フィルターキャパシター１１の一側端子とスイッチング素子１２の一側端子との間に連結される第１入力巻線３５１と、入力フィルターキャパシター１１の他の一側端子とスイッチング素子１２の他の一側端子との間に連結される第２入力巻線３５２に分けられる。第１入力巻線３５１は、直列に連結される第１主入力巻線部３５１ａと第１減殺巻線部３５１ｂに分けられる。第１減殺巻線部３５１ｂの両端子の間には、キャパシター２７を含む容量部２９が接続される。また、第２入力巻線３５２は、直列に連結される第２主入力巻線部３５２ａと第２減殺巻線部３５２ｂに分けられる。第２減殺巻線部３５２ｂの両端子の間にはキャパシター３３を含む容量部３４が接続される。
【００４６】
図１２において、図６で説明したように、スイッチング素子１２がターンオフされるとき、第１減殺巻線部３５１ｂの両端子の間に接続されるキャパシター２７を含む容量部２９により、ダイオード１８から発生する高周波ノイズは大幅に低くなる。また、図１０で説明したように、第２減殺巻線部３５２ｂの両端子の間に接続されるキャパシター３３を含む容量部３４により、ダイオード１４ｂから発生する高周波ノイズは大幅に低くなる。
【００４７】
ここで、図１２に示した図面符号１５ｂはキャパシター、１６ａは整流器、１７はキャパシター、２１は入力線路、２２は出力線路、２８は抵抗、３５３は出力巻線、３５６はコアを意味する。
【００４８】
このように、本発明による実施例は、スイッチング素子１２がターンオフされるとき、減殺巻線部（２６１ｂあるいは３０１ｂ）あるいは第１減殺巻線部３５１ｂからキャパシター２７を含む容量部２９に電流が流れるようにし、入力巻線（２６１あるいは３０１）あるいは第１入力巻線３５１の両端電圧のピーク値の大きさを制限するダイオード１８が生成するノイズの大きさを大幅に低める。
【００４９】
また、本発明による実施例は、スイッチング素子１２がターンオフされるとき、第２減殺巻線部（３１２ｂあるいは３５２ｂ）からキャパシター３３を含む容量部３４に電流が流れるようにし、第２主入力巻線部（３１２ａあるいは３５２ａ）と第２減殺巻線部（３１２ｂあるいは３５２ｂ）の電圧を整流する補助電源整流用ダイオード１４ｂが生成するノイズの量を大幅に低める。それによって、電源装置からノイズが外部に及ぶ影響を大幅に低める。
【００５０】
このような本発明による実施例は、電源装置における電磁波妨害が減少し、フィルターコストを低める長所を有する。また、容量部２９に用いられるキャパシター２７は、低耐圧用で十分なので安価であり、電力損失を発生しない長所を有する。
【００５１】
以上、本発明に対する技術思想を添付図面とともに説明したが、これは本発明の最も好ましい一実施例を例示的に説明したものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本技術分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも本発明の技術思想の範疇を逸脱しない範囲内で多様な組み合わせ、変形及び模倣が可能であることは自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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